Необходимите елементи за живота на растенията включват. Селекцията на видово ниво предотвратява загубата на собствена несъвместимост на растенията
След като анализираха еволюционното дърво на семейство нощни, използвайки най-новите статистически методи, американски и британски учени стигнаха до извода, че самонесъвместимостта (отхвърляне на тясно свързани полен) в тази група растения изчезва многократно в различни еволюционни линии и, очевидно, никога повече не се появи. Фактът, че досега над 40% от видовете Solanaceae са запазили самонесъвместимост, се обяснява с междувидовата селекция. Самонесъвместимите видове имат по-ниски скорости на изчезване и следователно средната скорост на диверсификация (т.е. разликата в скоростите на поява на видовете и тяхното изчезване) е значително по-висока от тази на видовете, способни на самоопрашване. Това все още е един от малкото примери, демонстриращи ефективността на междувидовата селекция.
Много теоретици признават възможността за подбор не само на ниво гени и индивиди, но и на по-високи нива, включително на ниво вид. Междувидова селекция може да се осъществи, ако някои наследствени черти, предавани от родителски на детски видове, значително влияят върху скоростта на диверсификация (r), която е разликата между скоростите (или вероятностите) за възникване на видовете (λ) и тяхното изчезване (μ) .
Възможно е обаче да има ситуации, при които междувидовата селекция, въпреки своята бавност и ниска ефективност, все още е в състояние да повлияе на макроеволюционните процеси. Например, ако черта, поддържана от междувидова селекция, е неутрална от гледна точка на гени и индивиди или ако честотата на мутациите, водещи до изчезването на тази черта, е много ниска (сравнима със скоростта на поява и изчезване на видовете) . Досега обаче са известни много малко конкретни факти, които показват ефективността на междувидовата селекция (Jablonski, 2008. Избор на видове: теория и данни; Rabosky & McCune, 2010. Преоткриване на селекцията на видове с молекулярна филогения).
Проблемът тук е, че въпреки че различните групи организми могат да варират значително в скоростта на появата и изчезването на видовете, тези различия, като правило, е трудно да се свържат с някакви специфични характеристики (морфологични, физиологични или поведенчески). Американски и британски биолози избраха да проверят предположението за ефективността на междувидовата селекция изключително удобен обект - семейство нощни и много подходящ признак - самонесъвместимост. Удобството на обекта се дължи на огромното видово разнообразие на Solanaceae и доброто им познаване, включително и на генетично ниво. Самонесъвместимостта или отхвърлянето на сроден прашец (фиг. 1) е интересна с това, че, първо, тази черта, въз основа на общи съображения, може да повлияе на скоростта на видообразуване и изчезване, и второ - и това е основното - това е често срещано сред видовете нощница е доста хаотично. В много родове Solanaceae някои видове имат система за собствена несъвместимост, докато други, включително тясно свързани видове, не. В същото време наличието или отсъствието на самостоятелна несъвместимост практически не корелира с други характеристики на тези растения. Това дава основание да се надяваме, че ако може да се намери корелация между самонесъвместимостта и степента на диверсификация, тогава тази корелация ще отразява причинно-следствена връзка.
Има около 2700 вида в семейството на нощниците, от които приблизително 41% имат система за самонесъвместимост, 57% нямат такава и 2% от видовете са двудомни, тоест имат отделни мъжки и женски растения, така че проблемът със самооплождането не е актуален за тях. Авторите са конструирали филогенетично (еволюционно) дърво за 356 вида нощници, за които са налични необходимите молекулярни данни (дървото е изградено според последователностите на два ядрени гена и четири пластидни) и за които наличието или отсъствието на само- механизмът на несъвместимост беше ясно установен.
Анализът на полученото дърво показа (но това беше ясно дори преди), че самонесъвместимостта е наследена от Solanaceae от общ прародител и оттогава многократно се губи в различни еволюционни линии. Лесно е да загубите тази система, но е трудно да я възстановите обратно, защото това е сложен молекулен комплекс, в който участват много специализирани протеини. Очевидно в еволюцията на Solanaceae почти не е имало случаи на възстановяване на самонесъвместимостта след загубата му.
Защо често се губи самонесъвместимостта е повече или по-малко ясно. Преходът към самооплождане дава незабавно предимство в ефективността на размножаване на собствените гени (виж:, "Елементи", 23.10.2009); в допълнение, самооплождането може да осигури адаптивно предимство, когато има трудности с доставянето на цветен прашец от несвързани индивиди - например поради голямата рядкост на популацията (вижте: Две мутации са достатъчни, за да превърнат женските в хермафродити, "Елементи" “, 16.11.2009 г.). Друго нещо не е ясно: ако тази характеристика често се губи и почти никога не се възстановява, защо все още има толкова много видове, които имат система на самонесъвместимост?
За да отговорят на този въпрос, авторите анализираха филогенетичното дърво на Solanaceae, използвайки нова техника, наречена BiSSE (модел на двоично състояние на видообразуване и изчезване); вижте: Maddison et al., 2007. Оценка на ефекта на двоичен знак върху видообразуването и изчезването.Този метод е предназначен само за анализиране на зависимостта на скоростта на поява и изчезване на видове от някои двоични (тоест, като се вземе една от двете стойности) черта , като наличие или отсъствие на самонесъвместимост. Методът ви позволява да изберете шест параметъра, които са най-подходящи за това дърво: λ 1 и λ 2 - средни нива на видообразуване за видове с две алтернативни състояния на чертата, μ 1 и μ 2 - скорости на изчезване, q 12 и q 21 - вероятността за преход на характеристика от състояние 1 към състояние 2 и обратно. В този случай вероятността за преход от липсата на собствена несъвместимост към нейното присъствие се счита за равна на нула.
Изчисленията показват, че степента на видообразуване при видове, практикуващи самоопрашване, е много по-висока, отколкото при самонесъвместими видове. Въпреки това, тяхната скорост на изчезване е дори по-висока, така че крайната скорост на диверсификация (r = λ – μ) е по-висока при видове със система за самонесъвместимост. Въпреки факта, че наборът от самоопрашващи се видове постоянно се попълва поради трансформацията на самонесъвместими видове в самоопрашващи се, а обратната трансформация е „забранена“, броят на самонесъвместимите видове не намалява до нула. , но остава на постоянно ниво (около 30–40%), тъй като такива видове по-ефективно се „възпроизвеждат“, предавайки на своите потомци видове самонесъвместимост по наследство. Това е междувидовата селекция в действие: благодарение на междувидовата селекция самонесъвместимостта все още не е изчезнала при нощните.
Повишената скорост на видообразуване при способните на самоопрашване растения очевидно е свързана с факта, че те нямат толкова остър проблем с „отмиването“ на полезни комбинации от алели, които са се развили в процеса на адаптиране към местните условия. Едно растение, попаднало в необичайни условия, може да даде началото на нов вид. Защо те умират по-често също е разбираемо: те трябва да натрупват вредни мутации по-бързо и е по-малко вероятно полезните мутации да бъдат коригирани (за повече информация относно ползите от кръстосаното оплождане вижте бележката Експериментите с червеи са доказали, че мъжките са полезно нещо, "Елементи", 23.10 .2009).
Тази работа показа, че междувидовата селекция може да окаже значително влияние върху макроеволюцията. Тя може да осигури дългосрочно запазване на сложна черта, която има тенденция да изчезва във всяка отделна еволюционна линия и почти никога не се появява отново. Но трябва да се помни, че бавната и неефективна междувидова селекция, разбира се, не е в състояние да създаде такава черта „от нулата“: само селекция на по-ниски нива (предимно на ниво гени и индивиди) има такъв творчески потенциал.
Татяна Рудакова
Основните вещества, които изграждат протоплазмата на клетките (именно в тях протичат най-важните биохимични и физиологични процеси за живота на растенията) са протеини. Протеините са изградени от въглерод, кислород, водород, азот, фосфор, сяра, желязо и други елементи. В изключително малки количества в растенията присъстват микроелементи: манган, мед, цинк, молибден, бор и др.
Растенията получават въглерод от два източника: въглероден диоксид във въздуха по време на фотосинтезата и от органична материя в почвата.
Кислородът навлиза в растенията от въздуха по време на тяхното дишане и отчасти от водата от почвата.
Азот, калий, фосфор, желязо, сяра и други растителни елементи се получават от почвата, където са под формата на минерални соли и са част от органични вещества (аминокиселини, нуклеинови киселини и витамини). Чрез корена растенията абсорбират от почвата главно йони на минерални соли, както и някои отпадъчни продукти на почвените микроорганизми и коренови секрети на други растения. Абсорбираните съединения на азот, фосфор и сяра взаимодействат с продуктите на фотосинтезата, изтичащи от листата, за да образуват аминокиселини, нуклеотиди и други органични съединения. Чрез съдовете на растението елементи под формата на йони (калий, калций, магнезий, фосфор) или органични молекули (азот, сяра) се придвижват до листата и стъблата в резултат на действието на кореновото налягане и транспирацията. В корена се синтезират и алкалоиди (например никотин), хормони на растежа (кинини, гиберелини) и други физиологично активни вещества. Корените също отделят ауксини и други вещества, които стимулират растежа на растенията.
По-голямата част от химичните елементи, от които растенията се нуждаят за хранене, се намират в почвата в неразтворими съединения, поради което те не са достъпни за усвояване от растенията. Само малка част от веществата, съдържащи хранителни вещества, могат да бъдат разтворени във вода или слаби киселини и усвоени от растенията. Неразтворимите хранителни вещества под въздействието на почвените микроорганизми приемат форма, достъпна за усвояване. Микроорганизмите също отделят антибиотици, витамини и други полезни за растенията вещества.
Макронутриентите са елементи, от които растенията се нуждаят в значителни количества, съдържанието им в растението достига 0,1 - 5%. Макронутриентите включват азот, калий, фосфор, сяра, калций и магнезий.
Азот(N) е част от аминокиселините, които изграждат протеиновите молекули. Също така е част от хлорофила, участващ във фотосинтезата на растенията и ензимите. Храненето с азот влияе върху растежа и развитието на растенията, при липса на него растенията слабо развиват зелена маса, слабо се разклоняват, листата им стават по-малки и бързо пожълтяват, цветята не се отварят, изсъхват и падат.
Соли на азотна и азотна киселина, амоний, урея (карбамид) могат да служат като източник на азот за хранене на растенията.
калий(K) в растенията е в йонна форма и не е част от органичните съединения на клетката. Калият помага на растенията да абсорбират въглероден диоксид от въздуха, насърчава движението на въглехидрати в растението; по-лесно понася суша, защото задържа вода в растението. При недостатъчно калиево хранене растението е по-бързо засегнато от различни заболявания. Недостигът на калий причинява отслабване на активността на някои ензими, което води до нарушения в протеиновия и водния метаболизъм на растението. Външно признаците на калиев глад се проявяват във факта, че старите листа пожълтяват преждевременно, започвайки от краищата, след което краищата на листата стават кафяви и умират. Усвояването на калий от растението зависи пряко от растежа на кореновата маса: колкото по-високо е, толкова повече калий се абсорбира от растението.
Калиевите минерални торове включват калиев хлорид и калиев сулфат.
Фосфор(P) е част от нуклеопротеините, основният компонент на клетъчното ядро. Фосфорът ускорява развитието на културите, увеличава добива на цветни продукти и позволява на растенията бързо да се адаптират към ниските температури.
Фосфатните минерални торове включват суперфосфат, фосфорит, соли на ортофосфорна киселина. Необходимо е само да се вземе предвид, че в неутрална и алкална среда се образуват слабо разтворими соли, чийто фосфор не е достъпен за растенията.
Сяра(S) е част от протеини, ензими и други органични съединения на растителните клетки. При липса на сяра младите листа равномерно пожълтяват, вените стават лилави. Постепенно губят зеления си цвят и старите листа.
Специални серни торове обикновено не се прилагат, тъй като се съдържат в суперфосфат, калиев сулфат и оборски тор.
калций(Ca) е необходим както за надземните органи, така и за корените на растенията. Неговата роля е свързана с фотосинтезата на растенията и развитието на кореновата система (при липса на калций корените се удебеляват, не се образуват странични корени и коренови косми). Недостигът на калций се проявява в краищата на издънките. Младите листа изсветляват, върху тях се появяват светложълти петна. Краищата на листата са огънати надолу, като са под формата на чадър. При силен дефицит на калций върхът на издънката умира.
Магнезий(Mg) е част от хлорофила, активира ензим, който преобразува въглеродния диоксид по време на фотосинтеза. Участва в реакциите на пренос на енергия.
Признаците за магнезиев дефицит започват да се появяват от долните листа, след което се разпространяват към горните. При липса на този елемент хлорозата има характерен вид: по краищата на листа и между вените му зеленият цвят се променя не само на жълто, но и на червено и лилаво. Вените и съседните области остават зелени. В този случай листата често се извиват куполообразно, тъй като върховете и краищата на листа са огънати.
Магнезиевият тор е лекарство Калимаг.
На пазара на макроторове има голям брой торове, които могат да бъдат много трудни за разбиране и избор на нещо подходящо. Качествено, всички торове се различават по химичния състав на техните компоненти, тоест колко бързо веществата, съдържащи хранителни вещества, бързо се абсорбират от растенията. Струва си да се даде предпочитание на тези препарати, които съдържат разтворими соли: монокалиев фосфат, моноамониев фосфат, калиев сулфат, калиев нитрат.
Микроелементите в тялото на растението се съдържат в много по-малко количество, от 0,0001 до 0,01%.Те включват: желязо, манган, мед, цинк, молибден, бор, никел, силиций, кобалт, селен, хлор и др. По правило това са метали от преходната група на периодичната система от елементи.
Микроелементите не влияят на осмотичното налягане на клетката, не участват в образуването на протоплазма, тяхната роля е свързана главно с активността на ензимите. Всички ключови метаболитни процеси, като синтеза на протеини и въглехидрати, разграждането и метаболизма на органичните вещества, фиксирането и асимилацията на някои ключови хранителни вещества (например азот и сяра), протичат с участието на ензими, които осигуряват техния поток при обикновени температури.
С помощта на окислително-редукционните процеси ензимите имат регулаторен ефект върху дишането на растенията, като го поддържат на оптимално ниво при неблагоприятни условия.
Под въздействието на микроелементите се повишава устойчивостта на растенията към гъбични и бактериални заболявания и такива неблагоприятни условия на околната среда като липса на влага в почвата, ниски или високи температури и трудни условия на зимуване.
Предполага се, че самият синтез на растителни ензими протича с участието на микроелементи.
Изследванията в областта на определянето на ролята на различни микроелементи в метаболизма на растенията започват в средата на 19 век. Подробно проучване започва през 30-те години на 20 век. Функцията на някои от микроелементите все още не е ясна и изследванията в тази област продължават.
Желязо(Fe) се намира в хлоропластите, е необходим елемент на много ензими. Участва в най-важните биохимични процеси: във фотосинтезата и синтеза на хлорофил, метаболизма на азота и сярата, дишането на клетките, растежа и деленето им.
Недостигът на желязо в растенията често се установява, когато има излишък на калций в почвата, което се случва на карбонатни или кисели почви след варуване. При липса на желязо се развива междужилкова хлороза на младите листа. При нарастващ дефицит на желязо вените също могат да изсветлеят, листът става напълно бледо.
Манган(Mn) доминира в метаболизма на органичните киселини и азота. Той е част от ензимите, отговорни за дишането на растенията, участва в синтеза на други ензими. Активира ензимите, отговорни за окислението, редукцията и хидролизата. Директно влияе върху преобразуването на светлината в хлоропласта. Играе важна роля в механизма на действие на индолоцетната киселина върху клетъчния растеж. Участва в синтеза на витамин С.
По младите листа се появяват признаци на недостиг на манган. Хлорозата се появява първо в основата на листа, а не в краищата му (което наподобява недостиг на калий). След това, с нарастваща липса на манган, се появява междужилкова хлороза и след смъртта на хлорозната тъкан листът се покрива с петна с различни форми и цветове. Тургорът на листата може да бъде отслабен.
Недостигът на манган се засилва при ниски температури и висока влажност на почвата.
Мед(Cu) участва в метаболизма на протеини и въглехидрати, активира някои ензими, участва във фотосинтезата, важен е в метаболизма на азота. Повишава устойчивостта на растенията към гъбични и бактериални заболявания, предпазва хлорофила от гниене. За живота на растението медта не може да бъде заменена с друг елемент.
При липса на мед се появяват бели петна по върховете на младите листа, те губят тургор, яйчниците и цветята падат. Растението има вид на джудже.
Цинк(Zn) участва в образуването на триптофан, предшественик на ауксин (хормон на растежа), и в синтеза на протеини. От съществено значение за превръщането и консумацията на нишесте и азот. Повишава устойчивостта на растението към гъбични заболявания, с рязка промяна на температурата повишава устойчивостта на топлина и замръзване на растението.
При липса на цинк в растенията се нарушава синтезът на витамини В1 и В6. Недостигът на цинк се проявява по-често върху по-старите долни листа, но с увеличаване на недостига пожълтяват и по-младите листа. Те стават петна, след което тъканта на тези области пропада и умира. Младите листа могат да бъдат малки, ръбовете им се усукват нагоре.
Цинковите торове повишават устойчивостта на растенията към суша, топлина и студ.
Молибден(Mo) е част от ензима, който превръща нитратите в нитрити. Необходим на растението за фиксиране на азот. Под негово влияние в растенията се повишава съдържанието на въглехидрати, каротин и аскорбинова киселина. Повишава се съдържанието на хлорофил и активността на фотосинтезата.
При липса на молибден азотният метаболизъм се нарушава в растението, петна се появяват в старите, а след това в листата на средна възраст. Парцели от такава хлоротична тъкан след това се подуват, ръбовете се усукват нагоре. По върховете на листата и по краищата им се развиват некрози.
Бор(B) участва в синтеза на РНК и ДНК, в образуването на хормони. Той е необходим за нормалното функциониране на точките на растеж на растението, т.е. най-младите му части. Влияе върху синтеза на витамини, цъфтежа и плододаването, узряването на семената. Подобрява изтичането на продукти от фотосинтезата от листата към луковиците и грудките. Необходим за водоснабдяването на завода. Борът е от съществено значение за растенията през целия вегетационен период. За живота на растението борът не може да бъде заменен с друг елемент.
При липса на бор в растенията се засяга точката на растеж, както апикалните пъпки, така и младите корени умират и съдовата система се унищожава. Младите листа бледнеят, стават къдрави. Страничните издънки се развиват интензивно, но те са много крехки, цветята падат.
хлор(Cl) е активатор на ензими, които освобождават кислород от водата по време на фотосинтеза. Регулатор на клетъчния тургор, допринася за сухоустойчивостта на растенията.
Растенията по-често показват признаци не на липса, а на излишък на хлор, изразяващи се в преждевременно изсъхване на листата.
Някои макро- и микроелементи могат да взаимодействат, което води до промяна в тяхната достъпност за растението. Ето няколко примера за такова влияние:
Цинков фосфор, високите нива на наличен фосфор провокират дефицит на цинк.
Цинков азот, високите нива на азот причиняват дефицит на цинк.
Желязо-фосфор, излишъкът от фосфор води до образуването на неразтворим железен фосфат, т.е. недостъпност на желязото за растението.
мед-фосфор,излишъкът от фосфор води до образуването на неразтворим меден фосфат, т.е. до появата на дефицит на мед.
Молибден-сяра, асимилацията на молибден от растенията намалява с излишък на сяра.
Цинк магнезий, при използване на магнезиев карбонат се получава повишаване на pH на почвата и образуване на неразтворими цинкови съединения.
Желязо-манган, излишъкът от манган предотвратява движението на желязото от корените на растението нагоре, което води до жлезиста хлороза.
Желязо молибден, в ниски концентрации молибденът подпомага усвояването на желязото. При високи концентрации той взаимодейства с него, образувайки неразтворим железен молибдат, което води до дефицит на желязо.
меден азот, въвеждането на големи дози азотни торове увеличава нуждата от мед в растенията и засилва симптомите на дефицит на мед.
медно-желязо,излишната мед провокира дефицит на желязо, особено в цитрусовите плодове.
медно-молибден,излишната мед пречи на усвояването на молибден и повишава нивото на нитрати в растението.
медно-цинкова, излишъкът от цинк води до дефицит на мед. Механизмът на този ефект все още не е проучен.
Бор-калций, има доказателства, че при липса на бор растенията не могат нормално да използват калций, който може да бъде в достатъчни количества в почвата.
Бор-калий,количеството на абсорбция и натрупване на бор от растенията се увеличава с увеличаване на калия в почвата.
В момента се работи за изследване на ролята във физиологията на растенията на елементи като арсен(Като) живак(Hg), флуор(F) йод(I) и др.. Тези елементи се намират в растенията в още по-малки количества. Например в някои антибиотици, произведени от растения.
Дефицитът на елементи е пряко свързан със свойствата на почвата: на много кисели или алкални почви растенията като правило имат дефицит на микроелементи. Излишъкът от фосфати, азот, калциев карбонат, железни и манганови оксиди също води до това.
Липсата на микроелементи в почвата не води непременно до смърт на растението, но е причина за намаляване на скоростта и постоянството на процесите, отговорни за развитието на организма.
Симптомите на дефицит на даден елемент могат да бъдат много характерни и най-често се проявяват в хлороза. Макар и обективно, за да се установи дефицитът на даден елемент, е необходим анализ на почвите и растителните тъкани.
Диагностика на недостатъчност на отделни елементина външен вид растението създава трудности за неспециалист:
Промяната във външния вид на растението, подобна на липсата на елементи, може да бъде причинена от увреждане от вредители, болести или неблагоприятни фактори: температура, наводнение или пресушаване на земна кома, както и недостатъчна атмосферна влажност;
Външните признаци на минерален глад, причинен от дефицит на определен елемент, могат да се различават леко при различните растения (например симптоми на дефицит на сяра при грозде и бобови растения). А конкретно за hoy този въпрос изобщо не е проучен;
В случай на дефицит на няколко хранителни елемента, външните признаци се припокриват, растението на първо място компенсира дефицита на елемента, който липсва повече. Остават признаци на липса на друг елемент, външно хлорозата на растението продължава;
За да се определи кой елемент липсва на растението, е необходима динамика в промяната на външните признаци, а друго е, когато липсват различни елементи. Аматьорите обръщат малко внимание на промените в характера на проявите, което затруднява диагнозата;
Хранителните вещества присъстват в почвата, но не са достъпни за растението поради неподходящата й киселинност.
За да определите по външни признаци кое конкретно хранително вещество липсва на растението, първо трябва да обърнете внимание кои листа, млади или стари, показват симптоми на дефицит.
Ако се появят на старлиста, може да се предположи липса на азот, фосфор, калий, цинк или магнезий. Тези елементи, когато са в дефицит на растението, се преместват от старите части към младите, растящи. И при тях няма признаци на глад, докато хлорозата се появява по долните листа.
Ако симптомите на дефицит се появят в точките на растеж или върху младлиста, можем да предположим липса на калций, бор, сяра, желязо, мед и манган. Очевидно тези елементи не могат да се движат през растението от една част в друга. И ако има малко от тези елементи в почвата, растящите части не ги получават.
Ето защо, любителите в ситуация, в която хлорозата започва в техните растения, но те са сигурни, че растението е здраво и в благоприятни условия, трябва да третират растението си с цял комплекс от макро- или микроелементи. При избора на лекарства трябва да се разбере, че ефективността на ефекта на микроелемента върху растението директно зависи от формата, в която се намира. А недостатъчният прием на микроелементи в растението често се свързва с тяхното присъствие в почвата в неразтворима, недостъпна за растението форма.
За това какви видове микроторове предлага пазарът.
На първо място, на пазара има много торове с микроелементи, които са разтворим минерал(неорганични) соли на тези елементи (магнезиев сулфат, цинков сулфат и др.). Използването им е сравнително евтино, но има редица сериозни недостатъци:
Тези соли са разтворими, тоест достъпни за растенията, само в почви с леко кисела и кисела почва;
При използване на разтворими соли на микроелементи, почвата се осолява с различни катиони и аниони (Na, Cl);
При смесване на различни метални соли е възможно тяхното взаимодействие с образуването на неразтворими соли, тоест съединения, недостъпни за растенията.
Следователно е по-обещаващо да се използва натриеви и калиеви соли на хуминови киселини.Те са слаби естествени хелати и са силно разтворими.
Хуминови препарати Хумат+7, Хумизол, ГРУПА Енергия, Лигнохумат, Виваи други съдържат 60-65% хумати (в суха форма) и седем основни микроелемента (Fe, Cu, Zn, Mn, Mo, Co, B) под формата на комплексни съединения с хуминови киселини. Те могат да съдържат макронутриенти и витамини. Тези торове се получават чрез третиране на торф или кафяви въглища с алкален разтвор при висока температура и извличане на основния продукт от него. По същество тези торове са органични, не съдържат повече микроелементи от оборския тор и не могат да се считат за пълноценно подхранване с микроелементи.
Заслужава най-голямо внимание микроелементи в хелатна форма (хелати). И преди да говорим за специфичните наименования на микроторовете в тази форма, трябва да се спрем на това какво представляват хелатите. Получават се чрез взаимодействие на метали (микроелементи) с естествени или синтетични органични киселини с определена структура (наричат се комплексони, хеланти или хелатиращи агенти). Получените стабилни съединения се наричат хелати (от гръцки "chele" - нокът) или комплексонати.
Когато взаимодейства с метал, органична молекула, така да се каже, улавя метала в „нокът“ и мембраната на растителната клетка разпознава този комплекс като вещество, свързано с неговите биологични структури, и след това металният йон се абсорбира от растението , а комплексонът се разпада на по-прости вещества.
Основната идея за използване на хелатори за подобряване на разтворимостта на солите на торовете се основава на факта, че много метални хелати имат по-висока разтворимост (понякога с порядък) от солите на неорганичните киселини. Имайки предвид също, че в хелата металът е в полуорганична форма, която се характеризира с висока биологична активност в тъканите на растителния организъм, е възможно да се получи тор, който се усвоява много по-добре от растението.
Най-често използваните киселини при производството на хелатни микроторове могат да бъдат разделени на две групи. Това са комплексони, съдържащи се в състава им карбоксилни групи:
- EDTA (етилендиаминтетраоцетна киселина), синоним: комплексон-III, трилон-В, хелатон III.
- DTPA (диетилентриаминпентаоцетна киселина)
- DBTA (дихидроксибутилендиаминтетраоцетна киселина)
- EDDNMA (етилендиаминди (2-хидрокси-4-метилфенил) оцетна киселина)
- LPCA (лигнин поликарбоксилна киселина)
- NTA (нитрилотриоцетна киселина)
- EDDA (етилендиаминоянтарна киселина)
и комплексони на базата на фосфонови киселини:
- HEDP (хидроксиетилиден дифосфонова киселина)
- NTP (нитрил триметилен фосфонова киселина)
- EDTP (етилендиаминтетрафосфонова киселина)
От комплексоните, съдържащи карбоксилни групи, най-оптималният е DTPA, позволява използването на комплексонати (особено желязо) върху варовити почви и при pH над 8, където други киселини са неефективни.
На нашия пазар, както и в чужбина (Холандия, Финландия, Израел, Германия), по-голямата част от лекарствата са базирани на EDTA. Това се дължи главно на неговата наличност и сравнително ниска цена. Хелатите на негова основа могат да се използват на почви с pH по-малко от 8 (комплексът желязо-EDTA е ефективен в борбата с хлорозата само на умерено кисели почви; в алкална среда е нестабилен). В допълнение, хелатите с EDTA се разграждат от почвените микроорганизми, което води до преминаване на микроелементи в неразтворима форма. Тези лекарства имат антивирусна активност.
Базирани на хелати ЕДДНМАса високо ефективни, могат да се използват в диапазон на рН от 3,5 до 11,0. Въпреки това цената на този комплексон, а оттам и на микроторовете, е висока.
От комплексоните, съдържащи фосфонови групи, най-обещаващ е OEDF. На негова основа могат да се получат всички отделни метални комплексонати, използвани в селското стопанство, както и състави с различни състави и съотношения. По своята структура той е най-близък до естествените съединения на базата на полифосфати (при разлагането му се образуват химически съединения, които лесно се усвояват от растенията). Хелатите на негова основа могат да се използват на почви с рН 4,5-11. Отличителна черта на този комплексон е, че за разлика от EDTA, той може да образува стабилни комплекси с молибден и волфрам. Въпреки това, HEDP е много слаб комплексообразуващ агент за желязо, мед и цинк; в зоната на корените те се заменят с калций и се утаяват. По същата причина е неприемливо да се приготвят работни разтвори на хелати на базата на HEDF в твърда вода (трябва да се подкисли с няколко капки лимонена или оцетна киселина). HEDP е устойчив на действието на почвените микроорганизми.
Хелатиращите свойства в момента се изследват хуминови(хуминови и фулвинови киселини), както и аминокиселинии кратко пептиди.
Невъзможно е да се даде недвусмислен отговор на въпроса кой комплексон трябва да се използва за получаване на биологично активни микроелементи: самите комплексони са практически инертни за растенията. Основната роля принадлежи на металния катион, а комплексонът играе ролята на носител, който осигурява доставянето на катиона и неговата стабилност в почвата и хранителните разтвори. Но именно комплексоните в крайна сметка определят ефективността на тора като цяло, тоест степента на усвояване на микроелементите от растенията. Ако сравним усвояването на микроелементите от растенията от неорганични соли и техните хелатни съединения, тогава съединенията на базата на лигнини (например Brexil от Valagro) се абсорбират 4 пъти по-добре, на базата на цитрати - 6 пъти и на базата на EDTA, HEDP, DTPA - 8 пъти по-добре.
Съгласно Директива на Европейския съюз ЕС 2003/2003 от 13.10.2003г. (това е документ, регламентиращ дейността на всички без изключение европейски производители на минерални торове), следните хелатни агенти са разрешени за свободна търговия в страните от ЕС: EDTA, DTPA, EDDHA, HEEDTA, EDDHMA, EDDCHA, EDDHSA. Всички други видове хелатни агенти подлежат на задължителна регистрация в съответните държавни органи поотделно във всяка страна.
Съгласно директивата константата на стабилност на хелатите на микроелементите, изразена в %, трябва да бъде най-малко 80. В химията на комплексните съединения константата на стабилност характеризира силата на комплексното съединение и показва съотношението на хелатния микроелемент към неговия свободен катион в тора. В рекламните материали се появи терминът „процент на хелиране“, непознат на химиците.
Рекламната информация трябва да се третира с повишено внимание. Не базирайте знанията си за продукта само на рекламни брошури - производителят на тора не носи отговорност за информацията, описана в рекламата. Основната и най-достоверна информация за даден продукт е неговият ЕТИКЕТ. Производителят на тора е длъжен да посочи на етикета кой хелатиращ агент е използван за образуване на хелат на даден микроелемент.
Производителят, особено местният, обаче не винаги посочва върху опаковката името на комплексона, който е използвал за производството на микротор. Но при стриктно спазване на инструкциите торът може да се използва възможно най-ефективно: ако е посочено, че обработката на листа е за предпочитане, трябва да следвате това, очевидно тези хелати са силно зависими от киселинността на почвата или се унищожават от почвената микрофлора. Ако поливането на растенията също е възможно, тогава хелатите са устойчиви на изброените фактори.
Начини за използване на микроторовеможе да е различно:
Предсеитбена обработка на семена (чрез опрашване или овлажняване);
Листно подхранване през вегетационния период (т.нар. листен или листен метод);
Поливане с работни разтвори на микроторове.
Най-рационални и рентабилни са първите два метода. В тези случаи растенията използват 40-100% от всички микроелементи, но когато се въвеждат в почвата, растенията усвояват само няколко процента, а в някои случаи дори десети от процента от внесения в почвата микроелемент.
Според агрегатното състояние на микротороветеможе да бъде:
Течност, това са разтвори или суспензии с метално съдържание 2-6%;
Твърди, това са кристални или прахообразни вещества със съдържание на метал 6-15%.
Според състава на микроторовете има:
1. NPK торове + микроелементи в хелатна форма, които съдържат различни комбинации от макроелементи N, P, K (възможни са и Mg, Ca, S) и фиксирано количество микроелементи в цялата продуктова гама.
2. Препарати, съдържащи само микроелементи, които от своя страна също се разделят на:
- комплекс - съдържащ състав от микроелементи в определено съотношение;
- моноторове (хелати на моноелементи) - съединения на отделни метали: желязо, цинк, мед. По правило те се използват, когато се появят симптоми на заболявания, свързани с липсата на определен елемент.
3. Торове, съдържащи освен микроелементи и биологично активни вещества: стимуланти, ензими, аминокиселини и др.
От торове NPK + микроелементиВ продажба има няколко препарата на компанията NNPP "Nest M" (Русия): Цитовит(N, P, K, Mg, S, Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mn, Co) и Силиплант(Si, K, Fe, Mg, Cu, Zn, Mn, Mo, Co, B). Трябва да се отбележи, че това е първият домашен микротор, който съдържа силиций (в препарата присъства калий за по-ефективното му усвояване). Предлага се в няколко марки с различно съотношение на микроелементите.
Buysky Chemical Plant (Русия) произвежда лекарството Акварин (№5, №13, №15).
Фирма VALAGRO (Италия) предлага торове майстор(16 точки, от които най-интересни са "18+18+18+3", "13+40+13", "15+5+30+2", "3+11+38+4"), Плантафол(в същото съотношение микроелементи + NPK вариации) и Brexil Mix.
Бих искал да отбележа, че тези торове трябва да се разглеждат по-скоро като коректори на минералното хранене, а не като източник на микроелементи.
От препарати, съдържащи само микроелементи, NNPP "Nest M" (Русия) предлага Феровит(съдържание на хелатно желязо не по-малко от 75 g/l, N-40 g/l).
Фирма Reakom (Украйна) предлага микротор Реаком-Мик(HEDP е комплексон) с различно съотношение на основните микроелементи (Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Mo) и B, предназначени за нуждите на голямо разнообразие от култури: домати, краставици, грозде, цветни култури .
Фирма ВАЛАГРО произвежда и микроторове под формата на еднокомпонентни формули, като напр Brexil Zn, Brexil Fe, Brexil Mg , Brexil Mn , Brexil Ca(хелатите на тези торове са направени на базата на LPKK комплексон).
Към микроторове с добавяне на биостимулантисе отнася до лекарството от компанията Reakom (Украйна) под марката Reastim,който е комплекс от микроторове с известни стимуланти на растежа (хетеро- и хиперауксини, янтарна киселина, гиберилин, хуминови киселини и др.).
Nanomix LLC (Украйна) произвежда течен микротор Наномикссъдържащи хелати на Fe, Mn, Zn, Cu, Co, Mg, Ca, Mo, (плюс B и S) с добавка на естествени биостимулатори-адаптогени на базата на поликарбоксилни киселини. Като комплексообразователи са използвани HEDP и EDDA (което позволява използването на тора върху кисели, неутрални и слабо алкални почви). Препаратът за третиране на семена включва и стимулатор на растежа на кореновата система - хетероауксин.
Храненето на растенията зависи както от външни фактори (светлина, топлина, състав на почвата), така и от това в каква фаза на развитие се намира растението (във фаза на растеж, цъфтеж, покой). Ето защо, когато купувате торове, трябва да обърнете внимание на съотношението на хранителните вещества в него. Така че е необходимо повишено съдържание на азот за растението през пролетта, във фазата на активен растеж. През лятото, за цъфтеж и плододаване, торът трябва да съдържа повече фосфор. През есента, за узряването на младите издънки, торът изобщо не трябва да съдържа азот, а калият трябва да присъства във високи концентрации. През зимата стайните растения се торят изключително рядко (и в ниски концентрации), тъй като в покой растението не консумира много хранителни вещества. Тяхното приложение може да изгори корените или, при условия на повишена температура и кратък светъл ден, ще провокира растеж, който ще бъде отслабен.
Ролята на елементите в живота на растенията -
Азот
Азотът е един от основните елементи, необходими на растенията. Той е част от всички протеини (съдържанието му варира от 15 до 19%), нуклеинови киселини, аминокиселини, хлорофил, ензими, много витамини, липоиди и други органични съединения, образувани в растенията. Общото съдържание на азот в растението е 0,2 - 5% или повече от масата на въздуха - сухо вещество.В свободно състояние азотът е инертен газ, който съдържа 75,5% от масата си в атмосферата. Въпреки това, в своята елементарна форма, азотът не може да бъде усвоен от растенията, с изключение на бобовите растения, които използват азотни съединения, произведени от нодулни бактерии, развиващи се върху техните корени, които са способни да усвояват атмосферния азот и да го превръщат във форма, достъпна за висшите растения .
Азотът се абсорбира от растенията само след като се комбинира с други химични елементи под формата на амоний и нитрат, най-достъпните форми на азот в почвата. Амоният, като редуцирана форма на азот, лесно се използва в синтеза на аминокиселини и протеини, когато се абсорбира от растенията. Синтезът на аминокиселини и протеини от редуцирани форми на азот става по-бързо и с по-малко енергия от синтеза от нитрати, за редуцирането на които до амоняк растението се нуждае от допълнителна енергия. Но нитратната форма на азота е по-безопасна за растенията от амоняка, тъй като високите концентрации на амоняк в растителните тъкани причиняват тяхното отравяне и смърт.
Амонякът се натрупва в растението, когато има недостиг на въглехидрати, които са необходими за синтеза на аминокиселини и протеини. Недостигът на въглехидрати при растенията обикновено се наблюдава в началния период на вегетация, когато асимилационната повърхност на листата все още не е достатъчно развита, за да задоволи нуждите на растението от въглехидрати. Следователно амонячният азот може да бъде токсичен за култури, чиито семена са бедни на въглехидрати (захарно цвекло и др.). С развитието на асимилационната повърхност и синтеза на въглехидрати ефективността на храненето с амоняк се увеличава и растенията абсорбират амоняка по-добре от нитратите. По време на началния период на растеж тези култури трябва да бъдат снабдени с азот в нитратна форма, а култури като картофите, чиито клубени са богати на въглехидрати, могат да използват азот в амонячна форма.
При липса на азот растежът на растенията се забавя, интензивността на култивиране на зърнени култури и цъфтеж на овощни и ягодоплодни култури отслабва, вегетационният период се скъсява, съдържанието на протеин намалява и добивът намалява.
Фосфор
Фосфорът участва в метаболизма, деленето на клетките, размножаването, предаването на наследствени свойства и други сложни процеси, протичащи в растението. Влиза в състава на сложни протеини (нуклеопротеини), нуклеинови киселини, фосфатиди, ензими, витамини, фитин и други биологично активни вещества. Значително количество фосфор се намира в растенията в минерална и органична форма. Минералните съединения на фосфора са под формата на фосфорна киселина, която се използва от растението предимно в процесите на преобразуване на въглехидратите. Тези процеси влияят върху натрупването на захар в захарното цвекло, нишесте в картофените клубени и др.Особено голяма е ролята на фосфора, който е част от органичните съединения. Значителна част от него е представена под формата на фитин - типична резервна форма на органичния фосфор. По-голямата част от този елемент се намира в репродуктивните органи и младите тъкани на растенията, където протичат интензивни процеси на синтез. Експериментите с белязан (радиоактивен) фосфор показват, че има няколко пъти повече от него в точките на растеж на растението, отколкото в листата.
Фосфорът може да се движи от старите растителни органи към младите. Фосфорът е особено необходим за младите растения, тъй като насърчава развитието на кореновата система, повишава интензивността на братене на зърнени култури. Установено е, че като повишава съдържанието на разтворими въглехидрати в клетъчния сок, фосфорът повишава зимната издръжливост на зимните култури.
Подобно на азота, фосфорът е едно от важните хранителни вещества за растенията. В самото начало на растежа растението изпитва повишена нужда от фосфор, която се покрива от запасите на този елемент в семената. На бедни на плодородие почви младите растения след консумация на фосфор от семената показват признаци на фосфорен глад. Следователно, на почви, съдържащи малко количество подвижен фосфор, се препоръчва едновременно със сеитбата да се извършва редово приложение на гранулиран суперфосфат.
Фосфорът, за разлика от азота, ускорява развитието на културите, стимулира процесите на торене, образуването и узряването на плодовете.
Основният източник на фосфор за растенията са соли на ортофосфорна киселина, обикновено наричани фосфорна. Корените на растенията абсорбират фосфора под формата на аниони на тази киселина. Най-достъпни за растенията са водоразтворимите монозаместени соли на ортофосфорната киселина: Ca (H 2 PO 4) 2 - H 2 O, KH 2 PO 4 NH 4 H 2 PO 4 NaH 2 PO 4, Mg (H 2 PO 4) 2.
калий
Калият не е част от органичните съединения на растенията. Въпреки това, той играе важна физиологична роля в метаболизма на въглехидратите и протеините на растенията, активира използването на азот в амонячна форма, влияе върху физическото състояние на клетъчните колоиди, повишава водозадържащия капацитет на протоплазмата, повишава устойчивостта на растенията към увяхване и преждевременна дехидратация и по този начин повишава устойчивостта на растенията към краткотрайни засушавания.При липса на калий (въпреки достатъчно количество въглехидрати и азот) движението на въглехидрати в растенията се потиска, интензивността на фотосинтезата, намаляването на нитратите и синтеза на протеини намалява.
Калият влияе върху образуването на клетъчните мембрани, повишава здравината на стъблата на житните растения и тяхната устойчивост на полягане.
Калият значително влияе върху качеството на реколтата. Неговият дефицит води до крехкост на семената, намаляване на тяхната кълняемост и жизненост; растенията са лесно засегнати от гъбични и бактериални заболявания. Калият подобрява формата и вкуса на картофите, повишава съдържанието на захар в захарното цвекло, влияе не само на цвета и аромата на ягоди, ябълки, праскови, грозде, но и на сочността на портокалите, подобрява качеството на зърното, тютюневите листа, зеленчуците култури, памучни влакна, лен, канабис. Растенията се нуждаят от най-голямо количество калий по време на интензивния си растеж.
Повишено търсене на калиево хранене се наблюдава при кореноплодни, зеленчукови култури, слънчоглед, елда и тютюн.
Калият в растението се намира главно в клетъчния сок под формата на катиони, свързани с органични киселини, и лесно се измива от растителните остатъци. Характеризира се с многократна употреба (рециклиране). Лесно преминава от старите тъкани на растението, където вече е използвано, към младите.
Липсата на калий, както и неговият излишък, се отразява неблагоприятно върху количеството и качеството на реколтата.
Магнезий
Магнезият е част от хлорофила и участва пряко във фотосинтезата. Хлорофилът съдържа около 10% от общото количество магнезий в зелените части на растенията. Магнезият също е свързан с образуването на листни пигменти като ксантофил и каротин. Магнезият също е част от резервното вещество фитин, съдържащо се в семената на растенията и пектинови вещества. Около 70 - 75% от магнезия в растенията е в минерална форма, главно под формата на йони.Магнезиевите йони са адсорбтивно свързани с клетъчните колоиди и, заедно с други катиони, поддържат йонно равновесие в плазмата; подобно на калиевите йони, те спомагат за сгъстяване на плазмата, намаляват нейното набъбване, а също така участват като катализатори в редица биохимични реакции, протичащи в растението. Магнезият активира дейността на много ензими, участващи в образуването и превръщането на въглехидрати, протеини, органични киселини, мазнини; влияе върху движението и трансформацията на фосфорните съединения, образуването на плодове и качеството на семената; ускорява узряването на семената на зърнените култури; подобрява качеството на реколтата, съдържанието на мазнини и въглехидрати в растенията, устойчивостта на замръзване на цитрусови плодове, овощни и зимни култури.
Най-високото съдържание на магнезий във вегетативните органи на растенията се отбелязва по време на периода на цъфтеж. След цъфтежа количеството на хлорофил в растението рязко намалява и магнезият преминава от листата и стъблата към семената, където се образуват фитин и магнезиев фосфат. Следователно магнезият, подобно на калия, може да се движи в растението от един орган в друг.
При високи добиви културите консумират до 80 кг магнезий на 1 ха. Най-голямо количество от него усвояват картофите, фуражното и захарното цвекло, тютюнът, бобовите култури.
Най-важната форма за хранене на растенията е обменният магнезий, който в зависимост от типа на почвата съставлява 5-10% от общото съдържание на този елемент в почвата.
калций
Калцият участва във въглехидратния и протеиновия метаболизъм на растенията, образуването и растежа на хлоропластите. Подобно на магнезия и други катиони, калцият поддържа определен физиологичен баланс на йони в клетката, неутрализира органичните киселини и влияе върху вискозитета и пропускливостта на протоплазмата. Калцият е необходим за нормалното хранене на растенията с амонячен азот, което затруднява възстановяването на нитратите до амоняк в растенията. Изграждането на нормалните клетъчни мембрани зависи в по-голяма степен от калция.За разлика от азота, фосфора и калия, които обикновено се намират в младите тъкани, калцият се съдържа в значителни количества в старите тъкани; докато в листата и стъблата е повече, отколкото в семената. И така, в семената на грах калцият е 0,9% от въздуха - сухо вещество, а в сламата - 1,82%
Многогодишните бобови треви консумират най-голямо количество калций - около 120 kg CaO на 1 ha.
Липса на калций на полето се наблюдава при много кисели, особено песъчливи, почви и солонци, където приемането на калций в растенията се инхибира от водородни йони на кисели почви и натрий върху солонци.
Сяра
Сярата е част от аминокиселините цистин и метионин, както и глутатиона, вещество, което се намира във всички растителни клетки и играе определена роля в метаболизма и в редокс процесите, тъй като е носител на водород. Сярата е незаменим компонент на някои масла (горчица, чесън) и витамини (тиамин, биотин), влияе върху образуването на хлорофил, насърчава засиленото развитие на корените на растенията и нодулните бактерии, които абсорбират атмосферния азот и живеят в симбиоза с бобови растения. Част от сярата се намира в растенията в неорганична окислена форма.Средно растенията съдържат около 0,2 - 0,4% сяра от сухо вещество или около 10% в пепел. Най-много сярата се усвоява от културите от семейството на кръстоцветните (зеле, горчица и др.). Селскостопанските култури консумират следното количество сяра (kgha): зърнени култури и картофи - 10 - 15, захарно цвекло и бобови растения - 20 - 30, зеле - 40 - 70.
Гладът на сяра най-често се наблюдава на песъчливи глинести и песъчливи почви на нечерноземната зона, бедна на органична материя.
Желязо
Желязото се консумира от растенията в много по-малки количества (1 - 10 кг на 1 ха), отколкото другите макроелементи. Той е част от ензимите, участващи в създаването на хлорофил, въпреки че този елемент не е включен в него. Желязото участва в окислително-редукционните процеси, протичащи в растенията, тъй като е в състояние да премине от окислена форма в желязо и обратно. В допълнение, процесът на дишане на растенията е невъзможен без желязо, тъй като е неразделна част от дихателните ензими.Недостигът на желязо води до разграждане на веществата за растеж (ауксини), синтезирани от растенията. Листата стават светложълти. Желязото не може, подобно на калия и магнезия, да премине от старите тъкани към младите (т.е. да се използва повторно от растението).
Желязният глад се проявява най-често върху карбонатни и силно варови почви. Особено чувствителни към недостиг на желязо са овощните култури и гроздето. При продължително гладуване на желязо, техните апикални издънки умират.
Бор
Борът се съдържа в растенията в незначителни количества: 1 mg на 1 kg сухо вещество. Различните растения консумират от 20 до 270 g бор на 1 ha. Най-ниско съдържание на бор се наблюдава при зърнените култури. Въпреки това, борът има голямо влияние върху синтеза на въглехидрати, тяхната трансформация и движение в растенията, образуването на репродуктивни органи, оплождането, растежа на корените, окислително-възстановителните процеси, метаболизма на протеини и нуклеинови киселини, както и синтеза и движението на стимуланти на растежа. Наличието на бор се свързва и с активността на ензимите, осмотичните процеси и хидратацията на плазмените колоиди, устойчивостта на растенията към суша и сол, съдържанието на витамини в растенията - аскорбинова киселина, тиамин, рибофлавин. Усвояването на бор от растенията увеличава усвояването на други хранителни вещества. Този елемент не е в състояние да премине от стари растителни тъкани към млади.При липса на бор растежът на растенията се забавя, точките на растеж на леторастите и корените умират, пъпките не се отварят, цветята падат, клетките в младите тъкани се разпадат, появяват се пукнатини, органите на растенията почерняват и придобиват неправилна форма.
Липсата на бор най-често се проявява на почви с неутрална и алкална реакция, както и на варовити почви, тъй като калцият пречи на потока на бор в растението.
Молибден
Молибденът се усвоява от растенията в по-малки количества от другите микроелементи. За 1 kg сухо вещество на растенията има 0,1 - 1,3 mg молибден. Най-голямо количество от този елемент има в семената на бобовите растения – до 18 мг на 1 кг сухо вещество. От 1 хектар растенията издържат с добив 12 - 25 г молибден.В растенията молибденът е част от ензимите, участващи в редуцирането на нитратите до амоняк. При липса на молибден в растенията се натрупват нитрати и се нарушава азотният метаболизъм. Молибденът подобрява калциевото хранене на растенията. Благодарение на способността си да променя валентността (отдавайки електрон, той става шествалентен, а добавянето му става петвалентен), молибденът участва в редокс процесите, протичащи в растението, както и в образуването на хлорофил и витамини, в обмена на фосфорни съединения и въглехидрати. Молибденът е от голямо значение за фиксирането на молекулярен азот от нодулни бактерии.
При липса на молибден растенията изостават в растежа и намаляват добивите, листата стават бледи на цвят (хлороза) и в резултат на нарушение на азотния метаболизъм губят тургор.
Молибденовият глад се наблюдава най-често на кисели почви с pH под 5,2. Варуването повишава подвижността на молибдена в почвата и потреблението му от растенията. Бобовите растения са особено чувствителни към липсата на този елемент в почвата. Под въздействието на молибденовите торове се увеличава не само добивът, но и качеството на продуктите - повишава се съдържанието на захар и витамини в зеленчуковите култури, протеин в бобовите култури, протеин в сеното на бобовите култури и др.
Излишъкът на молибден, както и неговият дефицит, се отразява негативно на растенията - листата губят зеления си цвят, растежът се забавя и добивът на растенията намалява.
Мед
Медта, подобно на други микроелементи, се консумира от растенията в много малки количества. На 1 kg сухо тегло на растенията има 2-12 mg мед.Медта играе важна роля в редокс процесите, като има способността да преминава от едновалентна форма в двувалентна и обратно. Той е съставна част на редица окислителни ензими, повишава интензивността на дишането, влияе върху въглехидратната и белтъчната обмяна на растенията. Под въздействието на медта съдържанието на хлорофил в растението се увеличава, процесът на фотосинтеза се засилва, устойчивостта на растенията към гъбични и бактериални заболявания се повишава.
Недостатъчното снабдяване на растенията с мед се отразява неблагоприятно върху водозадържащата и водопоглъщащата способност на растенията. Най-често липсата на мед се наблюдава на торфено-блатни почви и някои почви с лек механичен състав.
В същото време твърде високото съдържание на достъпна за растенията мед в почвата, както и други микроелементи, се отразява негативно на добива, тъй като се нарушава развитието на корените и намалява приема на желязо и манган в растението.
Манган
Манганът, подобно на медта, играе важна роля в редокс реакциите, протичащи в растението; той е част от ензимите, чрез които протичат тези процеси. Манганът участва в процесите на фотосинтеза, дишане, въглехидратен и протеинов метаболизъм. Ускорява изтичането на въглехидрати от листата към корена.В допълнение, манганът участва в синтеза на витамин С и други витамини; повишава съдържанието на захар в корените на захарното цвекло, протеини в зърнените култури.
Мангановото гладуване се наблюдава най-често на карбонатни, торфени и силно варови почви.
При липса на този елемент развитието на кореновата система и растежа на растенията се забавят, а производителността намалява. Животните, хранени с диети с ниско съдържание на манган, страдат от отслабени сухожилия и слабо развитие на костите. От своя страна, излишъкът от разтворим манган, наблюдаван на силно кисели почви, може да повлияе неблагоприятно на растенията. Токсичният ефект на излишния манган се елиминира чрез варуване.
Цинк
Цинкът е част от редица ензими, като карбоанхидразата, която катализира разграждането на въглеродната киселина до вода и въглероден диоксид. Този елемент участва в окислително-възстановителните процеси, протичащи в растението, в метаболизма на въглехидрати, липиди, фосфор и сяра, в синтеза на аминокиселини и хлорофил. Ролята на цинка в редокс реакциите е по-малка от ролята на желязото и мангана, тъй като няма променлива валентност. Цинкът влияе върху процесите на оплождане на растенията и развитието на ембриона.На чакълести, песъчливи, песъчливо-глинести и карбонатни почви се наблюдава недостатъчно осигуряване на растенията с усвоим цинк. Лозята, цитрусовите и овощните дървета в сухите райони на страната на алкални почви са особено засегнати от липсата на цинк. При продължително цинково гладуване се наблюдават сухи върхове при овощните дървета - загиване на горните клони. От полските култури най-остра нужда от този елемент имат царевицата, памукът, соята и фасулът.
Нарушаването на процесите на синтез на хлорофил, причинено от дефицит на цинк, води до появата на светлозелени, жълти и дори почти бели хлоротични петна по листата.
Кобалт
В допълнение към всички описани по-горе микроелементи, растенията съдържат и микроелементи, чиято роля в растенията не е достатъчно проучена (например кобалт, йод и др.). Установено е обаче, че те имат голямо значение в живота на хората и животните.И така, кобалтът е част от витамин B 12, при липса на който се нарушават метаболитните процеси, по-специално синтезът на протеини, хемоглобин и др.
Недостатъчното осигуряване на фураж с кобалт при съдържание под 0,07 mg на 1 kg сухо тегло води до значително намаляване на продуктивността на животните, а при остра липса на кобалт добитъкът се разболява от сухота.
йод
Йодът е съставна част на хормона на щитовидната жлеза - тироксин. При недостиг на йод продуктивността на добитъка рязко намалява, функциите на щитовидната жлеза се нарушават и тя се увеличава (поява на гуша). Най-ниско съдържание на йод се наблюдава в подзолисти и сиви горски почви; черноземите и сероземите са по-осигурени с йод. В почви с лек механичен състав, бедни на колоидни частици, йодът е по-малко, отколкото в глинести почви.Както показва химичният анализ, растенията също съдържат елементи като натрий, силиций, хлор и алуминий.
Натрий
Натрият съставлява от 0,001 до 4% от сухата маса на растенията. От полските култури най-високо съдържание на този елемент има в захарното, трапезното и кръмното цвекло, ряпата, фуражните моркови, люцерната, зелето и цикорията. С реколтата от захарно цвекло се извличат около 170 кг натрий от 1 ха и около 300 кг фураж.Силиций
Силицият се намира във всички растения. Най-голямо количество силиций е отбелязано в зърнените култури. Ролята на силиция в живота на растенията не е установена. Повишава усвояването на фосфора от растенията поради увеличаване на разтворимостта на почвените фосфати под действието на силициевата киселина. От всички пепелни елементи силицият е най-изобилен в почвата и растенията не изпитват липса на него.хлор
Растенията съдържат повече хлор, отколкото фосфор и сяра. Въпреки това необходимостта му за нормален растеж на растенията не е установена. Хлорът бързо навлиза в растенията, оказвайки негативно влияние върху редица физиологични процеси. Хлорът намалява качеството на реколтата, затруднява растението да навлезе в аниони, по-специално фосфат.Цитрусовите култури, тютюнът, гроздето, картофите, елдата, лупината, серадела, ленът и касисът са много чувствителни към високото съдържание на хлор в почвата. По-малко чувствителни към голямо количество хлор в почвата са зърнените култури и зеленчуците, цвеклото и билките.
Алуминий
Алуминият в растенията може да се съдържа в значителни количества: неговият дял в пепелта на някои растения достига до 70%. Алуминият нарушава метаболизма в растенията, възпрепятства синтеза на захари, протеини, фосфатиди, нуклеопротеини и други вещества, което се отразява неблагоприятно на продуктивността на растенията. Най-чувствителни култури към наличието на подвижен алуминий в почвата (1-2 mg на 100 g почва) са захарното цвекло, люцерната, червената детелина, зимният и пролетният фий, зимната пшеница, ечемик, горчица, зеле, моркови.Освен споменатите макро- и микроелементи, растенията съдържат редица елементи в незначителни количества (от 108 до 10-12%), наречени ултрамикроелементи. Те включват цезий, кадмий, селен, сребро, рубидий и др.. Ролята на тези елементи в растенията не е проучена.
прочетете също
Стайните растения живеят в неестествени условия: обемът на почвата е ограничен до саксия, което означава, че количеството хранителни вещества е ограничено.
Когато трансплантирате цвете в нова почва, вие му давате достатъчно хранителни вещества (в съвременните почви, продавани в магазините, съставът обикновено е доста балансиран, което ви позволява да правите без горна превръзка за около 2 месеца), но докато расте, количеството хранителни вещества в почвата намалява и растението започва да расте.гладуват в истинския смисъл на думата. Отслабеното растение е лесна плячка за вредители и болести.
Тогава на помощ идва горната превръзка.
Подхранването на растенията почти винаги подобрява състоянието им. Можете да откриете липсата на хранителни вещества в почвата по външни признаци: листата започнаха да пожълтяват, побеляват, растението се забави и т.н.
Макроелементите за растенията са закуска, обяд и вечеря
Това са вещества, от които растенията се нуждаят в големи количества, концентрацията им е 0,1-10%.
Азотнеобходими за растежа на издънките и листата. При липса на азот в почвата цветът на растенията се променя: от наситено зелено става бледо, жълтеникаво. Листата пожълтяват, свиват се и падат, растението изхвърля пъпки. Това се нарича хлороза - не е болест, а отслабване на растението.
излишък на азотводи до интензивен растеж на растенията. Но това не е добре, защото тъканите се разхлабват, сякаш се слепват набързо, цъфтежът се забавя и растението става податливо на болести. Обикновеният течен тор почти винаги съдържа азот. Вижте състава на тора и там ще видите латинската буква N. Това е азот. Азотните торове са най-необходими в началото на растежа на растенията - през пролетта. До есента консумацията му се намалява, а през зимата азотът трябва да бъде напълно изключен от горната превръзка.
калийосигурява здравина на тъканите и имунитет на растенията. Ако няма достатъчно калий, краищата на листата се извиват надолу, стават набръчкани, пожълтяват или кафяви и умират. Тежката липса на калий води до смъртта на старите листа, докато младите листа се запазват. Растенията особено се нуждаят от калий по време на цъфтежа и плододаването.
Фосфорнеобходим за здравето на растенията, образуването на цветове, плодове и семена, образува допълнителни корени в резници. Ако има малко фосфор, растежът и развитието на растенията се забавят, те цъфтят късно или изобщо не цъфтят. При липса на фосфор листата стават тъмнозелени или синкави на цвят, върху тях се появяват червено-виолетови петна, а изсъхващите листа са почти черни. Излишъкът от фосфор води до факта, че растението става по-малко, долните листа се набръчкват, пожълтяват и падат. Фосфорът е особено необходим през периода на бутонизация и цъфтеж.
калцийрегулира водния баланс. Липсата на калций засяга предимно младите издънки и листа: те стават бледи и се извиват, върху тях се появяват кафяви петна. Излишъкът на калций обаче е много по-вреден от неговия дефицит: той прави съединенията на желязото недостъпни за растението, причинявайки хлороза.
Ако забележите бяло-кафяви ивици по повърхността на почвата, опитайте се да смените почвата напълно, като трансплантирате растението в нова почва. Ако растението е твърде голямо, сменете горния почвен слой. В противен случай растението може да умре. Качеството на водата за напояване също има значение: твърдата вода съдържа много калций, който, за разлика от други елементи, се въвежда в почвата с всяко напояване. Използвайте мека вода за напояване.
Магнезийдопринася за усвояването на фосфора от растенията. Липсата на магнезий води до хлороза: листата стават жълти, червени, лилави между вените и по ръба на листа. Листата се извиват, кореновата система се развива слабо, това води до изчерпване на растенията.
Желязоучаства в образуването на хлорофил и дишането. Ако на растението липсва желязо, листата стават бледозелени, но не умират. Недостигът на желязо води до пълна хлороза: цялата повърхност на първите млади, а след това и на всички останали листа бледнее и се обезцветява. Появяват се бели листа.
С липса сярарастенията са закърнели, листата стават бледи.
Микроелементите за растенията са витамини
Микроелементите са необходими на растенията в много малки дози, концентрацията им е по-малка от 0,01%.
Върховете на листата побеляват - растението липсва мед.
Апикалните пъпки и корените умират, растението не цъфти, листата стават кафяви и умират - има малко в почвата бор.
Растението не расте, а листата стават пъстри - това е недостатък манган
С липса кобалткореновата система на растенията се развива слабо.
Между вените на листата се появиха светли зони, върховете пожълтяха, листата започнаха да умират - растението не е достатъчно цинк.
недостатък молибденводи до нарушение на азотния метаболизъм, причинява пожълтяване и зацапване на листата, смърт на точката на растеж.
натрий и хлорнеобходим за растения от морски брегове и солени блата. Въпреки това, при отглеждане тези растения обикновено нямат високи изисквания към солеността на почвата.
Минералното хранене е от голямо значение за физиологията на растенията, тъй като достатъчно количество минерални елементи е просто необходимо за неговия нормален растеж и развитие. Растенията, в допълнение към любовта и грижите, се нуждаят от: кислород, вода, въглероден диоксид, азот и цяла серия (повече от 10) минерални елементи, които служат като суровина за различни процеси на съществуване на организма.
Основните функции на минералите
Минералните хранителни вещества в растенията имат много важни функции. Те могат да играят ролята на структурни компоненти на растителните тъкани, катализатори за различни реакции, регулатори на осмотичното налягане, компоненти на буферни системи и регулатори на мембранната пропускливост. Примери за ролята на минералите като съставни части на растителните тъкани са калцият в клетъчните стени, магнезият в хлорофилните молекули, сярата в някои протеини и фосфорът във фосфолипидите и нуклеопротеините. Що се отнася до азота, въпреки че не принадлежи към минералните елементи, той често се включва в техния брой, в тази връзка трябва отново да се отбележи като важен компонент на протеина. Някои елементи, като желязо, мед, цинк, са необходими в микродози, но дори тези малки количества са необходими, защото те са част от протетичните групи или коензими на определени ензимни системи. Има редица елементи (бор, мед, цинк), които са смъртоносно отровни за растението в по-високи концентрации. Тяхната токсичност най-вероятно е свързана с отрицателно въздействие върху ензимните системи на растителния организъм.
Значението на достатъчното снабдяване с минерално хранене на растенията отдавна е оценено в градинарството и е показател за добър растеж и следователно получаване на добри и стабилни добиви.
Най-необходимите елементи
В резултат на различни изследвания беше установено, че повече от половината от елементите на периодичната система на Менделеев присъстват в растенията и е напълно възможно всеки елемент, намиращ се в почвата, да бъде усвоен от корените. Например, повече от 27 елемента (!) са открити в някои проби от борова дървесина Weymouth. Смята се, че не всички налични в растенията елементи са необходими за тях. Например елементи като платина, калай, сребро, алуминий, силиций и натрий не се считат за основни. За основни минерални елементи е прието да се приемат тези, при липсата на които растенията не могат да завършат жизнения си цикъл, и тези, които са част от молекулата на всеки необходим компонент на растенията.
Основните функции на елементите на минералното хранене
Повечето изследвания върху ролята на различни елементи са извършени върху тревисти растения, тъй като техният жизнен цикъл е такъв, че могат да бъдат изследвани за кратко време. Освен това бяха проведени някои експерименти върху овощни дървета и дори разсад от горски видове. В резултат на тези изследвания беше установено, че различни елементи както в тревистите, така и в дървесните растения изпълняват едни и същи функции.
Азот.Известна е ролята на азота като съставна част на аминокиселините – строители на протеини. В допълнение, азотът е включен в много други съединения, като пурини, алкалоиди, ензими, регулатори на растежа, хлорофил и дори клетъчни мембрани. При липса на азот синтезът на нормално количество хлорофил постепенно се нарушава, в резултат на което при екстремния му дефицит се развива хлороза както на старите, така и на младите листа.
Фосфор.Този елемент е неразделна част от нуклеопротеините и фосфолипидите. Фосфорът е незаменим поради макроенергийните връзки между фосфатните групи, които служат като основен медиатор при трансфера на енергия в растенията. Фосфорът се среща както в неорганични, така и в органични форми. Лесно се придвижва през растението, очевидно и в двете форми. Дефицитът на фосфор засяга предимно растежа на младите дървета при липса на симптоми.
калий.Органичните форми на калий не са известни на науката, но растенията се нуждаят от доста голямо количество от него, очевидно за дейността на ензимите. Интересен факт е, че растителните клетки разграничават калия и натрия. Освен това натрият не може да бъде напълно заменен от калий. Общоприето е, че калият играе ролята на осмотичен агент при отварянето и затварянето на устицата. Трябва също да се отбележи, че калият в растенията е много подвижен и неговият дефицит затруднява движението на въглехидратите и азотния метаболизъм, но това действие е по-скоро индиректно, отколкото пряко.
Сяра.Този елемент е компонент на цистин, цистеин и други аминокиселини, биотин, тиамин, коензим А и много други съединения, принадлежащи към сулфхидрилната група. Ако сравним сярата с азот, фосфор и калий, тогава можем да кажем, че тя е по-малко подвижна. Липсата на сяра причинява хлороза и нарушаване на биосинтезата на протеини, което често води до натрупване на аминокиселини.
калций.Калцият може да се намери в доста значителни количества в клетъчните стени и се намира там под формата на калциев пектат, който най-вероятно влияе върху еластичността на клетъчните стени. В допълнение, той участва в метаболизма на азота чрез активиране на няколко ензима, включително амилаза. Калцият е относително неактивен. Липсата на калций се отразява в меристемните зони на върховете на корените, а излишъкът се натрупва под формата на кристали на калциев оксилат в листата и лигнифицираните тъкани.
Магнезий.Включен е в молекулата на хлорофила и участва в работата на редица ензимни системи, участва в поддържането на целостта на рибозомите и се движи лесно. При липса на магнезий обикновено се наблюдава хлороза.
Желязо.По-голямата част от желязото се намира в хлоропластите, където участва в синтеза на пластмасови протеини, а също така е включено в редица респираторни ензими, като пероксидаза, каталаза, фередоксин и цитохромоксидаза. Желязото е относително неподвижно, което допринася за развитието на неговия дефицит.
Манган.Необходим елемент за синтеза на хлорофил, основната му функция е активирането на ензимните системи и вероятно влияе върху наличието на желязо. Манганът е относително неподвижен и отровен, като концентрациите му често достигат токсични нива в листата на някои дървесни култури. Недостигът на манган често причинява изкривяване на листата и хлоротични или мъртви петна.
Цинк.Този елемент присъства в състава на карбоанхидразата. Цинкът, дори и в относително ниски концентрации, е много токсичен и неговият дефицит води до деформация на листата.
Мед.Медта е компонент на няколко ензима, включително аскорбат оксидаза и тирозиназа. Растенията обикновено се нуждаят от много малки количества мед, чиито високи концентрации са токсични и с дефицит причиняват загиване.
Бор.Елементът, подобно на медта, е необходим на растението в много малки количества. Най-вероятно борът е необходим за движението на захарите и неговият дефицит причинява сериозно увреждане и смърт на апикалните меристеми.
Молибден.Този елемент е необходим за растението в незначителна концентрация, е част от ензимната система на нитрат редуктазата и най-вероятно изпълнява други функции. Недостатъкът е рядък, но ако е налице, фиксирането на азот в морския зърнастец може да намалее.
хлор.Неговите функции са малко проучени, очевидно той участва в разделянето на водата по време на фотосинтезата.
Симптоми на минерален дефицит
Липсата на минерали предизвиква промени в биохимичните и физиологичните процеси, което води до морфологични промени. Често поради дефицит се наблюдава потискане на растежа на издънките. Най-осезаемият им дефицит се проявява в пожълтяване на листата, а това от своя страна се дължи на намаляване на биосинтезата на хлорофил. Въз основа на наблюденията може да се отбележи, че най-уязвимата част от растението са листата: техният размер, форма и структура намаляват, цветът става бледо, образуват се мъртви зони по върховете, ръбовете или между главните вени, понякога листата са събрани в гроздове или дори розетки.
Трябва да се дадат примери за липсата на различни елементи в редица от най-разпространените култури.
азотен дефицит, засяга предимно размера и цвета на листата. Съдържанието на хлорофил в тях намалява и се губи наситеният зелен цвят, а листата стават светлозелени, оранжеви, червени или лилави. Листните дръжки и техните вени придобиват червеникав оттенък. В същото време размерът на листното острие също намалява. Ъгълът на наклона на дръжката към издънката става остър. Отбелязва се ранно падане на листата, броят на цветята и плодовете рязко намалява едновременно с отслабването на растежа на издънките. Издънките стават кафяво-червени, а плодовете са малки и ярко оцветени. Отделно си струва да споменем ягодите, при които липсата на азот води до слабо образуване на мустаци, зачервяване и ранно пожълтяване на старите листа. Но изобилието от азот също влияе неблагоприятно на растението, причинявайки прекомерно уголемяване на листата, техния наситен, твърде тъмнозелен цвят и, напротив, слаб цвят на плодовете, тяхното ранно падане и лошо съхранение. Индикаторно растение за липса на азот е ябълково дърво.
Край да бъде
Николай Хромов, кандидат на селскостопанските науки, научен сътрудник, Отдел по ягодоплодни култури, ГНУ ВНИИС им. И.В. Мичурина, член на Академията NIRR